Relações dentro de um Circuito Magnético

As grandezas dentro de um circuito magnético, são relacionadas uma com as outras, e por manipularmos essas relações, somos capazes de projetar dispositivos que realizem a tarefa que desejamos, vou moatrar nesse artigo, algumas dessas relações, e como calcula-las.

• Relação de densidade do campo x intensidade do campo (BxH)

Quando uma dessas grandezas é conhecida, a outra pode ser calculada com a fórmula:

 

Mas isso não significa que a densidade do campo pode aumentar indefinidamente, em um material cada átomo possui uma orientação magnética em uma direção aleatória, por isso materiais em uma situação normal não agem como imãs.

Veja abaixo como os campos se organizam caoticamente em um material ferromagnético em repouso:

 

Mas conforme aumentamos a intensidade do campo que passa pelo material, e a densidade aumenta seguindo a fórmula acima, essas orientações começam a se organizar, até estarem todas na mesma direção da intensidade do campo.

 

Imãs possuem a orientação do campos magnéticos dessa maneira, mas se o material ficou assim por causa da intensidade do campo magnético H, nesse momento dizemos que o material está saturado, nesse estado a densidade de campo B ainda pode aumentar, mas não será mais de acordo com a permeabilidade do material, mas com a do vácuo, o que fará que B incremente de maneira bem discreta, de acordo com a seguinte curva:

 

 

Em um circuito magnético simplificado, sem entreferro e com uma bobina que está sendo alimentada temos:

 

Nessa representação temos o núcleo magnético, ele possui um comprimento lc, e uma área de secção transversal, e conhecendo o material que ele é construido, podemos calcular a relutância, (veja em Relutância magnética), possuímos também uma bobina que dá N voltas em torno do núcleo, e uma corrente I que entra nessa bobina, assim podemos calcular outras informações importantes:

• Força eletromotriz

Essa força será a capacidade do núcleo de realizar algo, ela é análoga à tensão em um circuito elétrico

 

 

•  O fluxo magnético

Essa grandeza em dada em Weber [Wb], é análoga à corrente de um circuito elétrico

 

 

• Fluxo concatenado

calculamos isso pela relação do fluxo que passa no núcleo magnético, e a bobina que está enrolada nele: